Elettro-ossidazione di glicerolo per l'ottenimento di prodotti a valore aggiunto = Glycerol electro-oxidation to obtain value-added products

Sulla base di temi estremamente attuali come la sostenibilità e l’elettrificazione dell’industria chimica in questo lavoro è stato studiato il processo di elettro-ossidazione di glicerolo in ambiente basico. Viene riportata un’analisi sperimentale del comportamento di alcuni elettro-catalizzatori, scegliendo i più attivi presenti in letteratura scientifica. Le due tipologie più interessanti di catalizzatori, contenenti le specie attive Au-Ag oppure Pd-Cu-Pt, sono state quindi sintetizzate come catalizzatori supportati su carbon black tramite il polyol method e testati in ambiente alcalino. Da questa semplice metodologia di sintesi sono state prodotte delle nanoparticelle caratterizzate da un’elevata ricopertura superficiale di ossidi delle specie metalliche che risultano essere comunque attivi verso il processo desiderato, soprattutto per quanto riguarda il sistema Pd-Cu-Pt. I campioni sintetizzati sono caratterizzati da una discreta ECSA (97,86 m2/gPd per Pd-Cu/C) insieme ad una buona attività verso l’elettro-ossidazione di glicerolo, come testimonia la corrente specifica ottenuta grazie al sistema RDE con Pd-Cu-Pt 2 pari a 561,29 mA/mgPd+Pt (glicerolo 1 M in KOH 0,1 M, 3000 rpm e scan rate 20 mV/s). Lo stesso campione mostra anche una reversibilità più che soddisfacente a riguardo del processo elettro-chimico. Per questi catalizzatori il trattamento termico applicato (300°C per 3 h) non implica un sostanziale aumento delle prestazioni catalitiche, come accade invece in altri casi. Per la tipologia Au-Ag/C è stato applicato un semplice processo di sostituzione galvanica per aumentare il contenuto di specie attiva superficiale. Oltre ad una caratterizzazione superficiale ed elettrochimica, questo lavoro si è focalizzato sullo studio della conversione e selettività di questi sistemi catalitici, contribuendo così a integrare le informazioni contenute in letteratura scientifica. Questo studio della distribuzione dei prodotti a valore aggiunto è stato effettuato tramite prove a potenziale costante con estrazioni della miscela reattiva dopo 2,4 e 6 h ed analizzandola tramite la tecnica HPLC, per ottenere dei risultati quantitativi utili a chiarire il percorso di reazione ottenuto con questi catalizzatori. Variando la temperatura alla quale la reazione procede è stato anche possibile individuare l’energia di attivazione del sistema catalitico più attivo. Infine, nell’ottica di uno scale-up di questo processo a livello industriale, sono state analizzate diverse tecnologie per la separazione di questi prodotti a valore aggiunto, tra le quali spicca la tecnica di separazione cromatografica SMB (Simulated Moving Bed) per prestazioni e flessibilità del sistema riportate recenti articoli e brevetti internazionali.